コロイド分散系における流動誘起単結晶化現象の解明と応用

• 研究課題/領域番号: 25289237
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 複合材料・表界面工学
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 金井 俊光 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10442948)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円); 2013年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
• キーワード: コロイド結晶 / 自己組織化 / フォトニック結晶

研究成果の概要

荷電コロイド分散系でみられる流動による大面積単結晶化現象の解明に向けて、高速度カメラを用いた観察系を作製し、流動中の粒子の直接観察を試みた。固体粒子の他に油滴やバブルの流動誘起単結晶化を目指して、マイクロ流体デバイスによる単分散サブミクロン油滴やバブルの作製を行った。また流動誘起単結晶化により得られる高品質コロイド結晶ゲルフィルムのチューニング制御や高感度化について検討し、可視光領域をカバーできることを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Microfluidic devices fabricated using stereolithography for the preparation of monodisperse double emulsions (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Kanai, M. Tsuchiya
  • 雑誌名: Chemical Engineering Journal 巻: 290 ページ: 400-404
  • DOI: 10.1016/j.cej.2016.01.064
  • 査読あり
• [雑誌論文] ゲル固定コロイドフォトニック結晶のスペクトルチューニング (2015)
  • 著者名/発表者名: 直井優衣、矢野弘樹、澤田勉、金井俊光
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: 72 号: 10 ページ: 582-589
  • DOI: 10.1295/koron.2015-0034
  • NAID: 130005104176
  • ISSN: 0386-2186, 1881-5685
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] コロイドフォトニック結晶を用いた紫外線遮蔽剤の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大木智未、金井俊光
  • 雑誌名: Fragrance Journal 巻: 43
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 共重合ゲルにより固定したコロイドフォトニック結晶の混合溶媒での多様なチューニング特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢野弘樹、杉山仁美、澤田勉、金井俊光
  • 雑誌名: 化学工学論文集 巻: 41 号: 1 ページ: 43-47
  • DOI: 10.1252/kakoronbunshu.41.43
  • NAID: 130004855804
  • ISSN: 0386-216X, 1349-9203
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 光造形法による3次元マイクロ流体デバイスを用いた単分散エマルションの作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 土屋雅季、片倉亨、金井俊光
  • 雑誌名: 紛体工学会誌 巻: 52 ページ: 17-24
  • NAID: 130004856083
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface Treatment of Flow Channels in Microfluidic Devices Fabricated by Stereolithography (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Ohtani, M. Tsuchiya, H. Sugiyama, T. Katakura, M. Hayakawa, T. Kanai
  • 雑誌名: Journal of Oleo Science 巻: 63 号: 1 ページ: 93-96
  • DOI: 10.5650/jos.ess13132
  • NAID: 130004800082
  • ISSN: 1345-8957, 1347-3352
  • 査読あり
• [雑誌論文] Linear thermosensitivity of gel-immobilized tunable colloidal photonic crystals (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Sugiyama, T. Sawada, H. Yano, T. Kanai
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry C 巻: 1 号: 38 ページ: 6103-6106
  • DOI: 10.1039/c3tc30736k
  • 査読あり
• [学会発表] Fabrication of monodisperse microbubbles using glass capillary microfluidic devices (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Matsuo, T. Kanai
  • 学会等名: Pacifichem
  • 発表場所: Hawaii
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Tunable colloidal photonic crystals immobilized in soft hydrogels (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Naoi, T. Sawada, T. Kanai
  • 学会等名: Pacifichem
  • 発表場所: Hawaii
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] ガラスキャピラリー製マイクロ流体デバイスによる単分散マイクロバブルの作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松尾綾、金井俊光
  • 学会等名: 化学工学会群馬大会
  • 発表場所: 桐生市市民文化会館
  • 年月日: 2015-11-27
• [学会発表] 圧縮によるゲル固定コロイドフォトニック結晶のストップバンド波長制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 直井優衣、矢野弘樹、澤田勉、金井俊光
  • 学会等名: 化学工学会群馬大会
  • 発表場所: 桐生市市民文化会館
  • 年月日: 2015-11-27
• [学会発表] ガラスキャピラリー製マイクロ流体デバイスによる単分散マイクロバブルの作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松尾綾、金井俊光
  • 学会等名: CSJ化学フェスタ
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2015-10-13
• [学会発表] ゲル固定チューナブルコロイドフォトニック結晶の異方的収縮を利用した高感度化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢野弘樹、澤田勉、金井俊光
  • 学会等名: CSJ化学フェスタ
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2015-10-13
• [学会発表] ゲル固定コロイドフォトニック結晶の広範囲にわたる線形的なストップバンドチューニング (2015)
  • 著者名/発表者名: 直井優衣、矢野弘樹、澤田勉、金井俊光
  • 学会等名: CSJ化学フェスタ
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2015-10-13
• [学会発表] イオン液体含有ゲル固定コロイドフォトニック結晶のスペクトルチューニング (2015)
  • 著者名/発表者名: 直井優衣、矢野弘樹、澤田勉、金井俊光
  • 学会等名: 高分子学会 高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] ガラスキャピラリー型マイクロ流体デバイスによる単分散マイクロバブルの作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松尾綾、金井俊光
  • 学会等名: 化学工学会第80年会
  • 発表場所: 芝浦工業大学
  • 年月日: 2015-03-19 – 2015-03-21
• [学会発表] コロイドフォトニック結晶の光学ストップバンドを利用した新規紫外線遮蔽剤の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大木智未、金井俊光
  • 学会等名: 化学工学会第80年会
  • 発表場所: 芝浦工業大学
  • 年月日: 2015-03-19 – 2015-03-21
• [学会発表] 単分散高次エマルション作製に向けた光造形法による３次元マイクロ流体デバイスの作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土屋雅季、片倉亨、金井俊光
  • 学会等名: 化学工学会新潟大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2014-11-22 – 2014-11-23
• [学会発表] 異方的収縮を利用したチューナブルコロイドフォトニック結晶ゲルの高感度化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢野弘樹、澤田勉、金井俊光
  • 学会等名: 化学工学会新潟大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2014-11-22 – 2014-11-23
• [学会発表] N-イソプロピルアクリルアミドおよびN-メチロールアクリルアミドからなる共重合ゲルにより固定したコロイドフォトニック結晶の水－エタノール混合溶媒でのチューニング特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢野弘樹、杉山仁美、澤田勉、金井俊光
  • 学会等名: 第65回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-05
• [学会発表] 光造形法によるマイクロ流体デバイスの表面処理と単分散高次エマルションの作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土屋雅季、片倉亨、金井俊光
  • 学会等名: 第65回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-05
• [学会発表] 光造形法により作製した３次元マイクロ流体デバイスによる高単分散ダブルエマルションの作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土屋雅季、片倉亨、金井俊光
  • 学会等名: 第50回粉体工学会夏期シンポジウム
  • 発表場所: 大阪アカデミア
  • 年月日: 2014-08-06 – 2014-08-07
• [学会発表] Preparation of monodisperse double emulsions in 3D microfluidic devices fabricated by stereolithography (2014)
  • 著者名/発表者名: Masaki Tsuchiya, Toru Katakura, Toshimitsu Kanai
  • 学会等名: NIMS Conference 2014
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2014-07-01 – 2014-07-03
• [学会発表] Control of thermosensitivity of gel-immobilized tunable colloidal photonic crystals (2014)
  • 著者名/発表者名: Hitomi Sugiyama, Tsutomu Sawada, Toshimitsu Kanai
  • 学会等名: NIMS Conference 2014
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2014-07-01 – 2014-07-03
• [学会発表] Preparation of monodisperse double emulsions in microfluidic devices fabricated by stereolithography (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Tsuchiya, T. Katakura, T. Kanai
  • 学会等名: MRS Spring Meatings & Exhibits
  • 発表場所: San Francisco, USA
• [学会発表] 光造形法による3次元マイクロ流体デバイスを用いた単分散ダブルエマルションの作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土屋雅季、片倉亨、金井俊光
  • 学会等名: 化学工学会第79年会
  • 発表場所: 岐阜大学
• [学会発表] 光造形法による3次元マイクロ流体デバイスを用いた単分散エマルションの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土屋雅季、大谷加奈子、片倉亨、金井俊光
  • 学会等名: 化学工学会第19回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
  • 発表場所: 桐生市市民文化会館
• [学会発表] 温度応答性コロイドフォトニック結晶ゲルのチューニング特性制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉山仁美、澤田勉、金井俊光
  • 学会等名: 第64回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
• [学会発表] 光造形法によるマイクロ流体デバイスを用いた単分散エマルションの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土屋雅季、大谷加奈子、片倉亨、金井俊光
  • 学会等名: 第64回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
• [学会発表] 線形的な温度応答性を示すチューナブルコロイドフォトニック結晶ゲルの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉山仁美、澤田勉、金井俊光
  • 学会等名: 化学工学会盛岡大会
  • 発表場所: 岩手大学
• [図書] Organic and Hybrid Photonic Crystals, Chapter 19, Gel-immobilized colloidal photonic crystals with tunable properties (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Kanai
  • 総ページ数: 20
  • 出版者: Springer
• [図書] Responsive Photonic Nanostructures, Chapter 6: Tunable Colloidal Crystals Immobilized in Soft Hydrogels, Responsive Photonic Nanostructures (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kanai
  • 総ページ数: 30
  • 出版者: RSC Publishing
• [産業財産権] 紫外線反射材及びそれを用いた化粧材 (2014)
  • 発明者名: 金井俊光、大木智未
  • 権利者名: 横浜国立大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-216596
  • 出願年月日: 2014-10-23